西門子PLC控製步進電機分度的設計與(yu) 實現，目前軸承行業(ye) 大型軸承內(nei) 、外套的分度方式普遍采用人工分度方式，其分度精度低、累積誤差大 、工作效率低、工人勞動強度大，對軸承性能的提高造成很大的影響。我們(men) 所研製的大型數控分度頭，采用PLC可編程控製器，控製步進電機驅動蝸輪蝸杆對執行工件進行自動分度，結構簡單、製造費用低，較好地解決(jue) 了生產(chan) 中的實際問題。

總體(ti) 設計方案

步進電機是將電脈衝(chong) 信號轉變為(wei) 角位移或線位移的開環控製元件。在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置隻取決(jue) 於(yu) 脈衝(chong) 信號的頻率和脈衝(chong) 數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個(ge) 脈衝(chong) 信號，電機則轉過一個(ge) 步距角。其重要特點是隻有周期性的誤差而無累積誤差。步進電機的運行要有步進電機驅動器這一電子裝置進行驅動，這種裝置就是把控製係統發出的脈衝(chong) 信號轉化為(wei) 步進電機的角位移，或者說：控製係統每發一個(ge) 脈衝(chong) 信號，通過驅動器就使步進電機旋轉一步距角。所以步進電機的轉速與(yu) 脈衝(chong) 信號的頻率成正比。因此，控製步進脈衝(chong) 信號的頻率，可以對電機精確調速；控製步進脈衝(chong) 的個(ge) 數，可以對電機精確定位。

在我們(men) 所設計的數控分度頭中，就是利用這一線性關(guan) 係，用PLC進行電氣控製、編寫(xie) 分度算法程序，控製脈衝(chong) 信號的頻率和脈衝(chong) 數，步進電機驅動蝸輪蝸杆對執行工件進行精確分度，並可實現調整、手動分度、自動分度等多種電氣控製。

電氣控製方案為(wei) PLC+步進電機及可細分驅動器+數顯尺。PLC選用DVP20EH00T，AC220伏供電20點 200HZ晶體(ti) 管輸出類型；根據分度精度要求考慮，選用可細分驅動器及步進電機，考慮分度時對工件的扭矩M=FR=fNR，計算出更大扭矩為(wei) 27Nm。按矩頻特性選取步進電機，選130BYG350A型三相混合式步進電機及配套細分驅動器MS-3H130M。

西門子PLC的I/O配置如下表：

I0.0調整/分度Q0.0脈衝(chong) 數

I0.1急停Q0.1花盤上升

I0.2步進轉位Q0.2花盤下降

I0.3花盤卡緊/鬆開Q0.3故障指示

I0.4花盤上升/下降Q0.4方向

I0.5自動分度Q0.5

I0.6調整啟動/結束Q0.6

I0.7驅動器信號Q0.7

I0.10-I0.13孔數設置

該數控分度頭在徑向安裝數顯尺來控製徑向分度尺寸；由PLC控製步進電機軸向分度。操作人員啟動電源，輸入分度數後，調整/分度開關(guan) 置於(yu) 分度位置即可實現手動或自動分度。在自動分度中可實現分度機構的鬆開、上升、分度、下降、卡緊再鬆開的順序控製。

分度算法

設總孔數為(wei) D2，總脈衝(chong) 數D0，分度脈衝(chong) 可計算為(wei) ：D0/D2=D4 +D5(餘(yu) 數)。若D5=0時，步進電機每轉動一次,電機轉角控製脈衝(chong) 均為(wei) D4。若D5≠0時，將D5與(yu) 孔數的一半(D2/2=D8)進行比較，若小於(yu) 孔數的一半，步進電機先按D4個(ge) 脈衝(chong) 分度，步進電機每轉過一個(ge) 分度角，餘(yu) 數D5累積一次，當累積數大於(yu) D8時，步進電機則按D4+1個(ge) 脈衝(chong) 分度一次，此時累積數減去D4+1脈衝(chong) 的餘(yu) 數即D2-D5，然後再按D4個(ge) 脈衝(chong) 分度，依次類推直至分度完畢；若餘(yu) 數大於(yu) 孔數的一半，步進電機先按D4+1個(ge) 脈衝(chong) 分度，餘(yu) 數按D2-D5累積，當累積數大於(yu) D8時，步進電機則按D4個(ge) 脈衝(chong) 分度一次，此時累積數減去D4 脈衝(chong) 的餘(yu) 數D5，然後再按D4+1個(ge) 脈衝(chong) 分度，依次類推直至分度完畢。這樣的分度算法，使孔與(yu) 孔之間的分度誤差始終小於(yu) 一個(ge) 脈衝(chong) 當量，可以實現在3600 轉角誤差為(wei) 0的分度精度要求。

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